Astronom förvirrad av sin upptäckt av kraftfull kvasar från tidigt universum

Ett nyupptäckt supermassivt svart hål, 13 miljarder ljusår borta från jorden, kan så småningom ge oss värdefull information om universumsbildning. Under tiden är det för det mesta bara förvirrande Eduardo Bañados - astronomen vid observatorierna i Carnegie Institutionen som fann den. Han beskriver hans förvirrande arbete i veckan i ett par papper i Astrofysisk tidskrift och Astrofysiska tidskrifterna.

"Det finns kanske 200 kvasar som ligger på liknande avstånd, men det här objektets särdrag är att det är extremt ljust i radiovågor" berättade Bañados Omvänd. En quasar är en galax med ett supermassivt svart hål i sitt centrum som hela tiden suger upp och spottar ut stellarskräp i form av partiklar med hög energi. De partiklarna, som rör sig nära ljusets hastighet, är så heta att de vanligtvis avger mycket ljus och radiovågor, som är mycket ljusa från jorden. Men den här var onormalt så.

"För att vara ärlig, i början trodde jag inte att detta kom från kvasaren", säger Bañados. "Det var för starkt. Jag hade aldrig sett en så stark radiosändare när universum var så ungt. "Enligt honom är det den ljusaste kvasaren från det tidiga universum med en faktor av tio.

Det faktum att radiovågorna härstammar från det här supermassiva svarta hålet - som bildar en kvasär-märkt PSO J352.4034-15.3373 (P352-15) tillsammans med galaxen i sin omlopp - är ovanligt "hög" eller "ljus" betyder att Quasar själv var atypiskt tät och aktiv för något som fanns tidigt i universums bildande. Under de första miljarder åren - epokalen för reionisering - gigantiska stjärnor 30 till 300 gånger storleken på vår sol började lysa upp det stora mörkret och i processen återanvände mycket av den inerta vätegasen som flyter ut från big bang. P352-15 kan ha en jämförbar nivå av ljusstyrka för de här stjärnorna, men det är mycket större än 300 gånger vår sol.

"Hur kan du bilda ett supermassivt svart hål som är som en miljard gånger solens massa på mindre än ett miljarder år?" Bañados fortsätter att fråga sig själv. "Det är verkligen svårt."

Efter att ha hittat quasar samarbetade Bañados med Emmanuel Momjian från National Radio Astronomy Observatory (NRAO) i Socorro, New Mexico för att kunna använda National Science Foundation's Very Long Baseline Array (VLBA) för att få en bättre bild av vad som helst i helvete P352- 15 är faktiskt (eller var). Resultaten av det arbetet publicerades i veckan i Astrofysisk tidskrift och Astrofysiska tidskrifterna.

Med ett visst arbete producerade VLBA en skarp radiobaserad visualisering av quasaren, som har tre huvudkomponenter med egna egenskaper. Det totala avståndet över dessa tre komponenter är cirka 5000 ljusår. "Crisp," här är relativ; Din körsträcka kan variera.

Han och hans kollegor har två idéer om vad som kan hända med P352-15. I en tolkning ser de en klar kärna mot det supermassiva svarta hålet i mitten, med två andra synliga delar som partikelstrålarna att det producerar rubrik i motsatta riktningar från varandra. I en annan vy är den svarta hålkärnan på ena sidan och de två partikelstrålarna rör sig i samma riktning, koncentriskt.

Laget hoppas att det är sistnämnda fall eftersom det betyder att de potentiellt kan observera denna ensidiga jet eftersom den expanderar över flera år. "Denna quasar kan vara det mest avlägsna föremålet för att vi kan mäta hastigheten på en sådan jet," sa Momjian i ett förberedt uttalande.

Trots det faktum att kvasar per definition är kombinationen av ett supermassivt svart hål och galaxen som det konsumerar - och att svarta hål utstöter stora, ljusa, radioutsläppande partiklar med ljusets hastighet - endast cirka 10 procent kvasar, detta en ingår, är starka radiosändare. Åtminstone just nu vet ingen i fältet varför.

"Det här är ett mycket aktivt forskningsområde, och vi har fortfarande inget bestämt svar", säger Bañados. "Varje gång vi hittar ett system med kvasar är det ett pussel. Vi vet inte hur man bildar dem."

Förhoppningsvis hoppas gruppen att använda denna nya quasar för att undersöka "radionjets roll för bildandet och tillväxten av supermassiva svarta hål" - vilket är hur du skulle formulera till en bidragsgivande institution det oroande faktumet att P352-15 helt fucker med hur astrofysiker trodde att dessa himmelska föremål bildades.

"Den här strålen måste vara ungefär 10 000 år gammal", säger Bañados ", som låter som mycket för oss, men att skapa ett supermassivt svart hål på mindre än 10 000 år är en stor utmaning för teorin om supermassiva svarta hål. ”

Så, den här nya quasaren kan berätta mycket om hur det unga universum bildades eller vad som hände under de första miljarder åren efter big banget, men det kan också helt enkelt störa vad vi trodde vi visste.

"Det finns många saker som vi inte känner till och ibland ser människor på forskarna och är som," Åh, de borde veta alla svaren ", säger Bañados," men det är därför vi gör forskning."

"När vi gör det, hittar vi oftast fler frågor, mestadels, istället för att hitta svar."